CN218958577U - 一种电池充电电路 - Google Patents

Abstract

一种电池充电电路，包括：电压调整电路：包括场效应管Q1、电感L1、二极管D2，所述场效应管Q1的第一段连接输入端，第二端口连接输出端，并与二极管D2串联，第二端口还连接有电感L1；过压保护电路：包括继电器RLY2、二极管D3、被充电电池BAT和驱动电路；充电电压检测电路：充电电压检测电路分别连接所述电压调整电路的两个输出端；功率极电路：包括第一开关管M1、第二开关管M2、第一电池V1、第二电池V2、第三开关管Q3、第四开关管Q4、第五开关管Q5、第六开关管Q6、储能电容L1；保护被充电电池不被过高的充电电压损坏，且该电路可以利用主动均衡对充电完成的电压进行调整，使得电压高的电池对电压低的电池进行充电，可以避免电池过冲问题。

Description

一种电池充电电路

技术领域

本实用新型涉及电池充电技术领域，尤其涉及一种电池充电电路。

背景技术

一次性电池电量用完后其对用户便没有价值了，大多数人在用完一次性电池后就将其丢弃，废弃电池对环境的危害非常大，后来出现了可充电电池，由于可充电电池可以使用多次，大大减少了废弃电池的数量，由此减轻了废弃电池对环境的危害。

现有的给可充电电池充电的充电电路中，没有在出现故障时保护电池的保护回路，这样在充电电路出现故障，特别是出现充电电压过高的情况时，充电电池非常容易被损坏。在公开号为CN211908400U的实用新型公开了一种充电电路和电池，充电电路包括开关模块、限流模块和单向导通模块；开关模块，用于在待充电电池的正极输出电压小于预设电压时保持断开，并在待充电电池的正极输出电压不小于预设电压时保持闭合；单向导通模块的输出端与待充电电池的正极连接。本实用新型能够实现在电池充电初期小电流充电，后期大电流充电，可以减小充电对电池的影响，保护电池，延长电池的使用寿命。

但是存在当电路出现故障时没有保护电池的保护回路，这样在充电电路出现故障，特别是出现充电电压过高的情况时，充电电池非常容易被损坏，因此提出一种电池充电电路。

实用新型内容

为了解决上述当电路出现故障时没有保护电池的保护回路，这样在充电电路出现故障，特别是出现充电电压过高的情况时，充电电池非常容易被损坏问题，本实用新型提出一种电池充电电路。

本实用新型通过以下技术方案实现的：

本实用新型提出一种电池充电电路，包括：

电压调整电路：包括场效应管Q1、电感L1、二极管D2，所述场效应管Q1的第一段连接输入端，第二端口连接输出端，并与二极管D2串联，第二端口还连接有电感L1；

过压保护电路：包括继电器RLY2、二极管D3、被充电电池BAT和驱动电路，所述驱动电路是用于驱动继电器RLY2，所述继电器RLY2的一个常闭触点连接在所述电压调整电路和所述被充电电池BAT之间，二极管D3与继电器RLY2并联，所述电压调整电路经由所述过压保护电路给被充电电池充电；

充电电压检测电路：充电电压检测电路分别连接所述电压调整电路的两个输出端；

功率极电路：包括第一开关管M1、第二开关管M2、第一电池V1、第二电池V2、第三开关管Q3、第四开关管Q4、第五开关管Q5、第六开关管Q6、储能电容L1,第一开关管M1的漏极连接输入电压的高电位端，第一开关管M1的源极连接第二开关管M2的漏极，第二开关管M2的源极连接输出电压的低电位端，储能电感L1的一端连接第一开关管M1和第二开关管M2的公共端，储能电感L1的另一端连接第一电池V1和第二电池V2的公共端，第四开关管Q4的控制端连接到第一电池V1的正极，第六开关管Q6的控制端连接第二电池V2的负极；

稳压电容：与被充电电池并联，用于稳定充电电压；

所述充电电压检测电路检测到电压调整电路被充电电池输出的充电电压高于限值就触发过压保护电路的可控开关断开。

进一步的，所述电压调整电路的类型为BUCK电路，包括开关导通时的等效电路和开关关断时的等效电路。

进一步的，所述过压保护电路设有继电器和驱动电路，所述驱动电路用于驱动继电器。

进一步的，所述继电器的设有一个常闭触点，所述常闭的可控开关为一个常闭触点。

进一步的，所述驱动电路包括场效应管Q2和二极管D3，所述场效应管Q2栅极连接所述充电电压检测电路，源极接地，漏极外接电源，所述继电器的线圈一端外接电源，另一端连接于场效应管Q2的漏极，二极管D3与所述继电器的线圈并联，其中二极管D3的正极连接所述继电器的线圈与场效应管Q2的漏极的接点。

进一步的，所述第一开关管和所述第二开关管为N型MOS管，其还检测所述第一电池和所述第二电池的公共端的电压，当公共端的电压小于所述第二开关管第二端的电压时，则判断所述第二电池反接，并关断所述第五开关管；当所述公共端的电压大于所述第一开关管第一端的电压时，则判断所述第一电池反接，并关断所述第三开关管。

进一步的，所述第一开关管和所述第二开关管均处于充电状态时，对所述第一电池和第二电池交替充电，二者的充电时间相等，并检测所述第一电池和第二电池的电压，当两者压差超过限值时，使得电压小的电池充电时间延长，电压大的电池充电时间缩短，直至两者的压差低于限值。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提出的一种电池充电电路，在电压调整电路和被充电电池之间设置过压保护电路，当发现一旦充电电压过高，过压保护电路便切断电压调整电路和被充电电池之间的用于充电的回路，从而保护被充电电池不被过高的充电电压损坏，且该电路可以利用主动均衡对充电完成的电压进行调整，使得电压高的电池对电压低的电池进行充电，可以避免电池过冲问题，并且提高了电池充电效率，降低了充电损耗本。

附图说明

图1为本实用新型的一种电池充电电路的电路原理图。

具体实施方式

为了更加清楚完整的说明本实用新型的技术方案，下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

请参考图1，本实用新型提出一种电池充电电路。

如图1所示，一种电池充电电路包括：电压调整电路1、稳压电容C1、过压保护电路2、充电电压检测电路3，功率极电路4。电压调整电路1包括场效应管Q1、电感L1、二极管D2，由这三个组件组成BUCK电路，其输入端分别连接充电电源的正负极U+和U-，稳压电容C1与被充电电池BAT并联，稳压电容C1用于起到稳定充电电压的作用；过压保护电路2包括继电器RLY2和驱动电路21，驱动电路21是用于驱动继电器RLY2，继电器RLY2的一个常闭触点连接在电压调整电路1和被充电电池BAT之间，充电电压检测电路3分别连接电压调整电路1的两个输出端，以检测被充电电池BAT的充电电压；功率极电路4包括第一开关管M1、第二开关管M2、第一电池V1、第二电池V2、储能电容L1,第一开关管M1的漏极连接输入电压的高电位端，第一开关管M1的源极连接第二开关管M2的漏极，第二开关管M2的源极连接输出电压的低电位端，储能电感L1的一端连接第一开关管M1和第二开关管M2的公共端，储能电感L1的另一端连接第一电池V1和第二电池V2的公共端，第四开关管Q4的控制端连接到第一电池V1的正极，第六开关管Q6的控制端连接第二电池V2的负极。

在本实施例中，电压调整电路1将充电电源的U+和U-之间的电压降至预设的充电电压，经稳压电容C1进行稳压后，再经继电器RLY2的常闭触点向被充电电池BAT供电，被充电电池BAT开始充电，充电电压检测电路3检测到充电电压高于限值时，向驱动电路21的场效应管Q2的栅极输出高电平来触发场效应管Q2导通，此时继电器RLY2的线圈和场效应管Q2形成回路，继电器RLY2的线圈有电流流过，其常闭触点就由此被断开，电压调整电路1向被充电电池BAT供电的回路被切断，被充电电池BAT的充电被迫终止，从而防止被充电电池BAT长期被过高的充电电压充电，保护被充电电池BAT不受损坏。

在一实施例中，对第一电池V1和第二电池V2交替充电，且二者的充电时间相等，检测第一电池V1和第二电池V2的电压，当两者之间的电压差超过限值时，使得电压小的电池充电时间延长，电压大的电池充电时间缩短，直到两者的电压差低于限值后回到充电的状态；当第一电池V1的电压大于第二电池V2的电压时，即为U_V1>U_V2时，第一开关管M1和第二开关管M2均工作在高频开关状态，第一开关管M1为主管，第二开关管M2为辅管，当第一电池V1的电压小于第二电池V2的电压时，即为U_V1<U_V2时，第一开关管M1和第二开关管M2均工作在高频开关状态，第一开关管M1为辅管，第二开关管M2为主管。

在一实施例中，电压调整电路1的类型为BUCK电路，包括开关导通时的等效电路和开关关断时的等效电路，输入为第一电池V1的电压和第二电池V2的电压之和，即为U_V1+U_V2，输出为第二电池V2的电压U_V2，则第一电池V1会对第二电池V2进行充电，使得第一电池V1的电压下降而第二电池V2的电压升高直至两者的电压相等，若电路类似一个升压电路，即为BOOST电路，输入为第二电池V2的电压，输出为第一电池V1的电压和第二电压V2的电压之和，即为U_V1+U_V2，则第二电池V2会对第一电池V1进行充电，使得第二电池V2的电压下降而第一电池V1的电压升高直至两者电压相等。

在一实施例中，功率极电路4包括第三开关管Q3、第四开关管Q4、第五开关管Q5、第六开关管Q6，第四开关管Q4的控制端连接到第一电池V1的正极，第六开关管Q6的控制端连接到第二电池V2的负极，检测第一电池V1和第二电池V2公共端的电压，即为C点电压，当C点电压小于第二开关管M2源极的电压时，判断电池反接，关断第五开关管Q5，防止电池反接，当C点电压大于第一开关管M1漏极的电压时，判断电池反接，关断第三开关管Q3，防止电池反接。

当然，本实用新型还可有其它多种实施方式，基于本实施方式，本领域的普通技术人员在没有做出任何创造性劳动的前提下所获得其他实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

Claims (7)

1.一种电池充电电路，其特征在于，包括：

电压调整电路：包括场效应管Q1、电感L1、二极管D2，所述场效应管Q1的第一段连接输入端，第二端口连接输出端，并与二极管D2串联，第二端口还连接有电感L1；

过压保护电路：包括继电器RLY2、二极管D3、被充电电池BAT和驱动电路，所述驱动电路是用于驱动继电器RLY2，所述继电器RLY2的一个常闭触点连接在所述电压调整电路和所述被充电电池BAT之间，二极管D3与继电器RLY2并联，所述电压调整电路经由所述过压保护电路给被充电电池充电；

充电电压检测电路：充电电压检测电路分别连接所述电压调整电路的两个输出端；

功率极电路：包括第一开关管M1、第二开关管M2、第一电池V1、第二电池V2、第三开关管Q3、第四开关管Q4、第五开关管Q5、第六开关管Q6、储能电容L1,第一开关管M1的漏极连接输入电压的高电位端，第一开关管M1的源极连接第二开关管M2的漏极，第二开关管M2的源极连接输出电压的低电位端，储能电感L1的一端连接第一开关管M1和第二开关管M2的公共端，储能电感L1的另一端连接第一电池V1和第二电池V2的公共端，第四开关管Q4的控制端连接到第一电池V1的正极，第六开关管Q6的控制端连接第二电池V2的负极；

稳压电容：与被充电电池并联，用于稳定充电电压；

所述充电电压检测电路检测到电压调整电路被充电电池输出的充电电压高于限值就触发过压保护电路的可控开关断开。

2.根据权利要求1所述的一种电池充电电路，其特征在于，所述电压调整电路的类型为BUCK电路，包括开关导通时的等效电路和开关关断时的等效电路。

3.根据权利要求1所述的一种电池充电电路，其特征在于，所述过压保护电路设有继电器和驱动电路，所述驱动电路用于驱动继电器。

4.根据权利要求3所述的一种电池充电电路，其特征在于，所述继电器的设有一个常闭触点，所述常闭的可控开关为一个常闭触点。

5.根据权利要求3所述的一种电池充电电路，其特征在于，所述驱动电路包括场效应管Q2和二极管D3，所述场效应管Q2栅极连接所述充电电压检测电路，源极接地，漏极外接电源，所述继电器的线圈一端外接电源，另一端连接于场效应管Q2的漏极，二极管D3与所述继电器的线圈并联，其中二极管D3的正极连接所述继电器的线圈与场效应管Q2的漏极的接点。

6.根据权利要求1所述的一种电池充电电路，其特征在于，所述第一开关管和所述第二开关管为N型MOS管，其还检测所述第一电池和所述第二电池的公共端的电压，当公共端的电压小于所述第二开关管第二端的电压时，则判断所述第二电池反接，并关断所述第五开关管；当所述公共端的电压大于所述第一开关管第一端的电压时，则判断所述第一电池反接，并关断所述第三开关管。

7.根据权利要求1所述的一种电池充电电路，其特征在于，所述第一开关管和所述第二开关管均处于充电状态时，对所述第一电池和第二电池交替充电，二者的充电时间相等，并检测所述第一电池和第二电池的电压，当两者压差超过限值时，使得电压小的电池充电时间延长，电压大的电池充电时间缩短，直至两者的压差低于限值。

Images